[发明专利]一种芯‑壳场效应晶体管及其制备方法

摘要

一种结合垂直沟道、芯‑壳结构和无结结构的环栅场效应晶体管，包括垂直方向的环状半导体芯，垂直方向的环状半导体壳，环状栅电极，环状栅介质层，芯源区，芯漏区，壳源区，壳漏区，半导体衬底；其中，芯源区位于垂直芯沟道的底部，与衬底相接，芯漏区位于垂直芯沟道的顶部；壳源区位于垂直壳沟道的底部，与衬底相接，壳漏区位于垂直壳沟道的顶部；壳沟道呈环状围绕住芯沟道；壳沟道外环绕着栅介质层；栅介质层外环绕着栅电极。本发明利用源漏沟道相同掺杂极大地降低了热预算消除了杂质扩散和突变结的形成问题、简化了工艺要求，利用锗芯增大了驱动电流，并利用垂直沟道、环形栅结构突破了集成加工光刻极限限制，提高了集成度。

主权项

一种结合垂直沟道、芯‑壳结构和无结结构的环栅场效应晶体管的制备方法，该环栅场效应晶体管包括一个垂直方向的环状半导体芯，一个垂直方向的环状半导体壳，一个环状栅电极，一个环状栅介质层，一个芯源区，一个芯漏区，一个壳源区，一个壳漏区，一个半导体衬底；其中，芯源区位于垂直芯沟道的底部，与衬底相接，芯漏区位于垂直芯沟道的顶部；壳源区位于垂直壳沟道的底部，与衬底相接，壳漏区位于垂直壳沟道的顶部；壳沟道呈环状围绕住芯沟道；壳沟道外环绕着栅介质层；栅介质层外环绕着栅电极；源区和漏区与沟道采用相同类型和浓度的杂质掺杂，制备方法包括以下步骤：(1)在半导体衬底上通过半导体线条应力限制氢化或氧化工艺获取垂直锗纳米线；(2)在锗纳米线上外延生长环形硅壳；(3)对硅壳和锗芯纳米线进行杂质注入；(4)衬底上高密度等离子体淀积介质，厚度等于源区设计长度；(5)在硅壳上淀积High‑K栅介质与金属栅组合层，并形成栅极引线；(6)沉积介质至将栅电极覆盖，此时沉积的介质厚度对应于场效应晶体管器件的设计栅长；(7)选择性腐蚀High‑K栅介质及栅电极层至漏区纳米线漏出；(8)最后进入常规CMOS后道工序，包括淀积钝化层、开接触孔以及金属化等，即可制得所述的场效应晶体管。